快卸销设计及销套十字孔的加工研究

□ 段亚军

国营长空精密机械制造公司 陕西汉中 723102

快卸销设计及销套十字孔的加工研究

□ 段亚军

国营长空精密机械制造公司 陕西汉中 723102

快卸销具有快速拆装、自动防松以及可以重复高精度定位等特点，被广泛应用于航空和机械领域。设计了一种十字交叉孔的快卸定位销，定位精度高，拆卸方便。该快卸销在销套的端部设计有十字交叉孔，每个孔中各有一个钢球，销轴上有相应的凹槽，沿销套圆周用4个钢珠进行定位。对新型销套的十字交叉孔设计了一套通用工装，能方便地进行系列加工，很好地保证了定位精度。

快卸销 十字孔 销套 工装

销类零件是机械工程中的常用零件，用于定位、连接和防松。快卸销是其中一种，材料、规格、形式多种多样，有不锈钢和高强度合金钢材质的，适用范围很广，尤其在航空领域。快卸销用于各种快速拆装、锁紧、调整及固定等工况，可快速而轻易地松开，以利于经常性地反复连接。

现有的快卸销，销套上有一个通孔，孔内装有2个钢珠，有时会出现定位和连接不可靠现象。本文设计一种新型的快卸销，在销套端部开有十字交叉通孔，在销套圆周方向利用4个钢珠进行定位，如图1所示。

1 快卸销设计研究

快卸销工作时，按下销帽，可以使销体头部的钢珠缩回，使快卸销穿过工件孔；松开销帽时，钢珠弹出，快卸销将无法从工件孔中拔脱。

1.1 快卸销结构

快卸销由钢珠、销套、手柄、销轴、弹簧、销帽等组成。销轴的一部分在销套内，另外一端套有销帽；销帽与销套相对的一端位于手柄的通孔内；销套上沿圆周方向平均设置了4个孔，对这4个孔要进行收口，收口深度大约为0.4～0.5 mm；每个孔内嵌有一个钢珠，使4个钢珠始终处于十字孔内。销轴上相应位置设有一环形槽，槽深为h1，钢珠伸出销套的高度为h2，加工安装时要保证h1≥h2，如图2所示，正常工作时，4个钢珠都是高于销套一定的高度。

1.2 快卸销原理

如图1所示，正常情况下，4个钢珠与销轴的外圆周面接触，实现快卸销的可靠定位；当拆卸该快卸销时，按住销帽，销帽沿着通孔内壁滑动，销帽通过弹簧推动销轴向右运动，当销轴的环形槽运动至销套的4个钢珠处时，4个钢珠落至环形槽内，此时，4个钢珠的外表面低于销套的外表面，快卸销快速从连接件孔内取出，实现快速拆卸；拆卸完后，松开销帽，在弹簧的作用下，销帽复位。

快卸销装配好后，对手柄右端与销套凹槽配合位置处进行收压，如图3所示。

1.3 快卸销使用

对两个构件进行连接、定位时，如图4、图5所示，压下销帽，4个钢珠都退到销轴凹槽内，此时可以将快卸销穿过销孔（如图4）；当穿过后，松开销帽，在弹簧恢复力作用下，销轴复位，钢球弹出，快卸销无法从销孔中拔出，起到了定位或连接构件的作用（如图5）。

▲图1 快卸销装配图

▲图2 图1的A向放大

▲图3 手柄和销套的装配放大

2 加工十字孔夹具结构

在销连接中，销套零件杆部都有孔，用来放置定位钢珠，销轴上有相应的凹槽。由于销轴和销套定位精度高，且在非平面的表面上钻孔，所以孔加工时要用工装来保证。若采用普通工装，难以满足高的重复定位精度。为解决上述问题，本文设计了一种钻孔夹具，解决了快卸销销套端部十字孔的钻孔问题，使钻孔的位置精度易于保证；同时通过对定位螺栓长度的调节，可以对同一规格不同长度系列的快卸销十字孔进行加工。

▲图4 正在使用

▲图5 使用后

▲图6 快卸销销套

▲图7 快卸销十字孔钻孔夹具装配主视图

2.1 工件的定位与夹紧

孔加工时根据精度要求，可以采用钻、扩、铰、磨等工艺完成。该快卸销销套上的十字孔从尺寸及精度可以看出，通过钻、铰即可达到精度要求。为了减少工步，使工序集中，采用统一工装完成系列加工。本文设计的工装，在同一台机床上即可完成十字孔的钻铰加工。

图6是销套零件图，利用其外圆面和右端面定位。销套限制4个自由度，右端面限制1个自由度，共限制5个自由度。

2.2 夹具结构设计

夹具采用如图7所示结构，由钻模体、钻套、定位螺钉、锁紧螺母、压紧螺钉组成。定位螺钉主要用于控制快卸销销套十字交叉孔在长度方向的尺寸；锁紧螺母用于准确定位后锁紧定位螺钉，防止在加工过程中松动；钻套用于引导钻头，同时防止在加工过程中钻头偏斜；压紧螺钉主要用于压紧销套。

对销套的十字孔进行加工时，先进行工装的粗调。旋入定位螺钉，拧紧锁紧螺母，然后将要进行钻孔的销套装入通孔，再旋入压紧螺钉压紧销套，钻头沿着钻套伸入，对快卸销试件销套进行试钻，直至试件试钻合格，这样就确定了定位螺钉在通孔内的位置，然后转入正式加工。

正式加工时，装入快卸销销套，保证其前端与定位螺钉紧贴，然后用压紧螺钉压紧。压紧后钻第一面孔，钻完后，将钻模体整体翻转90°再钻另一孔。在一次装夹中完成两次钻孔，可在快卸销销套上钻出十字通孔。

当对不同长度的快卸销销套进行钻孔时，通过旋转定位螺钉，使快卸销销套的钻孔位置与十字通孔对应，这样就可以对同一规格不同长度系列的快卸销十字孔进行加工。

2.3 定位误差分析

定位误差是引起加工精度误差的主要因素之一，通过其大小可以判定定位方案是否合理。主要由基准不重合误差和基准位移误差两部分构成，在图7所示方案中，为了便于拆卸，销套和夹具体上的通孔之间采用间隙配合。从图4可知，工序基准是右端面，而加工时也用右端面定位，两者重合，所以不重合误差为零；由销套水平安装定位引起的基准位移误差Δr为：

式中：δd为心轴直径公差值；δD为孔直径公差值。

3 结论

本文提出的快卸销定位可靠、操作方便；十字孔加工工装结构简单、工序集中；十字孔在加工时，零件不需重新安装，只需将钻模体翻转90°后就可以再加工另一方向。在快卸销十字孔加工过程中，通过对定位零件长度的调节，可实现同一规格、不同长度的快卸销加工，有效扩大了该夹具的适用范畴。

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1000-4998（2015）02-0052-03

2014年8月